JP4794423B2 - 合成セグメントの連結構造及びこれを備えた合成セグメント - Google Patents
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また、セグメント本体構造に加えて、別途、トンネル周方向及びトンネル軸方向に複数並べて互いに連結するためのセグメント継手及びリング継手を設置する必要があるため、製作コストがさらに嵩むことになる。
本発明は、上記のようなセグメントのトンネル周方向及び軸方向の連結構造及びこれを備えたセグメントに関するものである。
図1は本発明の実施の形態1に係るトンネル周方向の連結構造を備えたセグメントの説明図、図2は図1のA−A断面図、図3は図1の鋼管の要部の説明図、図4は図1の鋼管に設けた継手ボックスの説明図、図5は図4の右側面図及びB−B断面図である。
このように構成することにより、継手板15a,15bの剛性を高めると共に、両鋼管1a,1bの間隔Dを保持することができる。
この場合、継手板15a,15bに設けたボルト挿通穴16の径を、ボルト8の径より若干大きくしておけば、第2の既設セグメントS3と連結セグメントS4との間に軸方向又は周方向の僅かなずれがある場合でも、ボルト8を容易に挿通することができる。なお、継手板15a,15bのいずれか一方のボルト挿通穴16の継手ボックス2a,2b側に、あらかじめナット9を溶接接合しておいてもよい。
図9は本発明の実施の形態2に係るトンネル周方向の連結構造を備えたセグメントの説明図である。なお、実施の形態1と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、トンネル周方向に沿ってほぼ円弧状に形成され、両端部側に内周側に開口する継手ボックス2a,2bを有し、継手ボックス2a,2bの間にコンクリート60が充填された一対の鋼管1a,1bの間に、内部にコンクリート60が充填された複数本(図には2本の場合が示してある)の鋼管1c,1dを配設し、隣接する鋼管1a〜1dどうしを溶接接合して一体化して、両端部にボルト挿通穴16を有する継手板15a,15bを接合して、セグメントSを構成したものである。
図10は本発明の実施の形態3に係るトンネル周方向の連結構造を備えたセグメントの説明図である。なお、実施の形態1と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態においては、軸方向壁を構成する鋼管1a,1b内にはコンクリートが充填されており、その外周側にはスキンプレート10(図示せず)が接合され、鋼管1a,1bとスキンプレート10の両端部には継手板15a,15bが接合されている。そして、これらで形成された箱状の領域17には、コンクリート60が打設されている。
この周方向継手部材20を構成する本体部21は、長方形の鋼板の幅方向の両側を互いに内側に折曲げて、長手方向に断面四角形状の側壁22a,22bを形成すると共に、両側壁22a,22bの間の長手方向に案内溝23を形成したものである。なお、本体部21は、例えば短冊状の幅方向の両側の長手方向に、角形鋼管、チャンネル状の鋼材あるいは断面四角形の鋼棒を接合して、その間に継手板を接合して案内溝23を設けてもよい。
本体部21の長さLは、セグメントSの幅とほぼ等しいか又はこれより若干短かく、また、幅WはセグメントSの厚み、したがって鋼管1の一辺の幅とほぼ等しく選ばれている。
このように、本体部21に係合部24が設けられ係合突部26が取付けられた周方向継手部材20は、幅方向が左右対称構造となっている。
これにより、既設セグメントS3への連結セグメントS4の連結が終了する。以下同様にして、既設セグメントに連結セグメントを順次連結して、トンネル周方向壁を構築する。
図15は本発明の実施の形態4に係るトンネル軸方向の連結構造を備えた説明図、図16は図15のC−C断面図である。なお、実施の形態1と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態に係るセグメントSは、実施の形態1に係るセグメントSとほぼ同じ構造であるが、鋼管1a,1bの両端部には継手ボックス2a,2bが設けられておらず、鋼管1a,1bのトンネル軸方向の外壁(以下、外側ウエブという)に、軸方向継手部材40a,40bを設けたものである。
そして、その一方の片(以下、外側フランジという)の長手方向には、所定の間隔で、それぞれ1個又は複数個のボルト挿通穴41が設けられている。
本実施の形態によれば、簡単な構造でトンネル軸方向に隣接するセグメントSを、容易かつ確実に連結できるので、連結手段のコストを低減できるばかりでなく、施工性を向上することができる。
図18は本発明の実施の形態5に係る一部を省略して示したトンネル軸方向の連結構造を備えた合成セグメントの斜視図、図19はそのD−D断面図である。なお、以下の説明では、実施の形態1に係るセグメントにトンネルの軸方向の連結構造を設けた場合を示してあるが、さらに内周側に内周側スキンプレート10aを接合した場合が示してあり、実施の形態1と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
図21(a)において、S2は図8で説明したトンネル内に設置された既設セグメント、S4はこの既設セグメントS2のトンネル軸方向に連結する連結セグメントで、既設セグメントS2は第2の軸方向継手部材48が設けられた鋼管1bが手前側に位置しており、第1の軸方向継手部材47が設けられた鋼管1aを既設セグメントS2と対向させて連結セグメントS4を搬入する。そして、連結セグメントS4を矢印方向に移動させて第1の軸方向継手部材47と第2の軸方向継手部材48を整合させ、引続き連結セグメントS4を矢印方向に押し込んで第1の軸方向継手部材47を第2の軸方向継手部材48に嵌入すれば、図21(b)に示すように、両者は一体に連結される。
これにより、第1の軸方向継手部材47が第2の軸方向継手部材48から抜け出すことがないので、連結セグメントS4は既設セグメントS2に強固に連結される。なお、係止突部51は、各弾性片50に設けた突起で形成してもよい。
また、本発明は、例えば楕円形断面のトンネルのトンネル壁の構築するセグメントSにも実施することができる。この場合は、セグメントSのトンネル周方向への設置位置に応じて、円弧状の曲げ半径rを変えればよい。
なお、上記の実施の形態では、鋼管1a,1b又は1a〜1d内にコンクリート60を充填する場合を示したが、一部の鋼管又はすべての鋼管内へのコンクリート60の充填を省略してもよい。
また、トンネル周方向の連結構造に実施の形態1〜3のいずれかの周方向連結構造を適用し、トンネル軸方向の連結構造には、公知の連結構造を適宜採用してもよく、あるいは、トンネル軸方向の連結構造に実施の形態4又は5の軸方向連結構造を適用し、トンネル周方向の連結構造には公知の連結構造を適宜採用してもよい。
Claims (9)
- トンネルの周方向及び軸方向に連結してトンネル壁を構築する合成セグメントの連結構造であって、
トンネルの軸方向に所定の間隔で設けられて軸方向壁を形成する一対の鋼管と、該一対の鋼管の外周側及び内周側の両者又はいずれか一方に接合されたスキンプレートと、前記鋼管及びスキンプレートの両端部に接合されて周方向壁を形成する継手板と、これらで囲まれた領域に打設されたコンクリートからなり、
前記一対の鋼管に、直接又は部材を介して周方向連結手段及び軸方向連結手段を設け、合成セグメントをトンネルの周方向及び軸方向に連結するように構成したことを特徴とする合成セグメントの連結構造。 - 前記周方向連結手段を、前記一対の鋼管の両端部側の内周側フランジをそれぞれ切除して設けた開口部と、前記鋼管の端部に対応してそれぞれボルト挿通穴が設けられ前記一対の鋼管の両端部に接合された継手板とによって形成された継手ボックスを有し、隣接する合成セグメントの継手板を当接又は近接させて、前記継手ボックスの前記ボルト挿通穴にボルトを挿通してナットにより両者を一体に連結するように構成したことを特徴とする請求項1記載の合成セグメントの連結構造。
- 前記周方向連結手段を、所定の間隔で設けられた断面四角形状の側壁の間に案内溝が形成された本体部と、該本体部の一方の端部側において前記案内溝と係合鋼板との間に形成された係合部と、前記本体部の他方の端部近傍において前記案内溝に取付けられ、前記側壁の上面から前記案内溝の深さとほぼ等しい高さで突出した係合突部とからなる周方向継手部材を有し、該周方向継手部材を係合突部が互いに軸方向の反対側に位置するように前記継手板に接合して、隣接する合成セグメントの周方向継手部材の係合突部を相手方の案内溝にそれぞれ嵌合して該係合突部を前記係合部に係止させ、両者を一体に連結するように構成したことを特徴とする請求項1記載の合成セグメントの連結構造。
- 前記周方向連結部材に、抜け止め手段を設けたことを特徴とする請求項3記載の合成セグメントの連結構造。
- 前記軸方向連結手段を、外側フランジの長手方向に所定の間隔でボルト挿通穴が設けられ、前記一対の鋼管の外側ウエブに開口部を内周側にしてそれぞれ接合された断面ほぼU字状の軸方向継手部材を有し、隣接する合成セグメントの軸方向継手部材を当接又は近接させて、前記ボルト挿通穴にボルトを挿通してナットにより両者を一体に連結するように構成したことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の合成セグメントの連結構造。
- 前記軸方向連結手段を、鋼パイプ又は丸鋼棒からなり長手方向のほぼ2分の1が一方の鋼管の外側ウエブから突出して該鋼管に接合された第1の軸方向継手部材と、該第1の軸方向継手部材が嵌入される鋼パイプからなり、その端部が他方の鋼管の外側ウエブに開口して該鋼管に接合された第2の軸方向継手部材とを有し、隣接する合成セグメントの第2の軸方向継手部材に第1の軸方向継手部材を嵌入して両者を一体に連結するように構成したことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の合成セグメントの連結構造。
- 前記第1の軸方向継手部材と第2の軸方向継手部材に、抜け止め手段を設けたことを特徴とする請求項6記載の合成セグメントの連結構造。
- トンネルの周方向及び軸方向に連結してトンネル壁を構築する合成セグメントであって、
トンネルの軸方向に所定の間隔で設けられて軸方向壁を形成する一対の鋼管と、該一対の鋼管の外周側及び内周側の両者又はいずれか一方に接合されたスキンプレートと、前記鋼管及びスキンプレートの両端部に接合されて周方向壁を形成する継手板と、これらで囲まれた領域に打接されたコンクリ−トからなり、
前記一対の鋼管に、請求項2〜7のいずれかの周方向連結手段及び軸方向連結手段の両者又はいずれか一方を直接又は部材を介して設けたことを特徴とする合成セグメント。 - 前記一対の鋼管内にコンクリートを充填したことを特徴とする請求項8記載の合成セグメント。
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